多路直流稳压电源的设计
多路可控可监测稳压电源的设计
电 源在 电子 设 备 中一直 起 着 至关 重 要 的作用 ．
当前 电源 主要 有 开关 电源 和线 性 电 源两 种 ． 是 由 但 于 开关 电 源存 在 较 为严 重 的 开关 干 扰 ．且 纹 波 较 大 ． 法 应 用 到 对 精 度 要 求 较 高 的设 备 中 ． 线 性 无 而 稳 压 电 源 由 于其 纹 波 小 ． 干 扰 强 ． 广 泛 应 用 于 抗 被 当今 电子设 备 中 本 文设 计 的高精 度线性直 流电压源 ． 核心单元 其 选 用 集 成 有 ＡＤ、／ 转换 器 的单 片机 Ｃ ０ １ ０ ０ ／ ＤＡ ８５ Ｆ ６ ． 通 过 模 拟 开关 Ａ Ｇ ０ Ｄ ５ ６将 霍 尔 电 压 电流 传 感 器 所 监 测 的 电 压 电流 值 通 过 Ｕ Ｂ控 制 芯 片 Ｃ ７ ６ ０ ３ Ｓ Ｙ Ｃ ８ １
ｌｔｄ ｐ ｗ ｒ ｓ ｐ ｌ ａｅ ｏ ｅ ｕ ｐｙ，ｔ ｅ ｖ ｌ ｇ ｎ ｕ ｒ ｎ ａｕ ｓ ｃ ｌ ｃｅ ｙ Ｈａｌ ｓ ｎ ｏ ｓ ｃ ｎ ｂ ｅ ｌ ｔ ｄ ｄｓ ｌｙ ｔ ｔ ｅ Ｐ ｏ — ｈ ｏｔ ｅ ａ ｄ ｃ ｒｅ ｔｖ ｌ ｅ ｏ ｌ ｔｄ ｂ ｌ ｅ ｓ ｒ ａ ｅ ｒａ — ｉ ａ ｅ ｍｅ ｉｐ ａ ｏ ｈ Ｃ ｓ ｆ ｔ
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ｐｅ ｏ ｍａ ｃ ｆ ｒ ｒ ｎ ｅ， ｈ ｓ ｂｅ ｎ ｕ ｃ ｓ ｆ ｌｙ ｐｐｙ ｏ ｅ ｔｅ ｕｉｍ ｅ ｏ ｔｒ ｇ ｙ ｔ ｍｓ ａ ｅ ｓ ｃ ｅ ｓｕｌ ａ ｌ ｎ ａ ｔｓ ｑ ｐ ｎｔｆｒ ａ ｓｏａ ｅ ｓ ｓｅ ．
多路直流电源并联供电
编号本科生毕业设计（论文）题目：多路直流电源并联供电物联网工程学院电气工程及其自动化专业学号**********学生姓名陈明指导教师方益民副教授二〇一二年六月摘要开关电源模块供电系统由并联稳压电源和检测控制系统组成．该系统主要由AVR高档单片机ATmega8[1，2]控制，主回路由两个Buck斩波电路将24V转换为两个8V电源并联输出．测控电路由电阻分压实现电压检测，电流通过取样电阻，然后经过差分放大器AD8205送给单片机，单片机产生PWM[3]信号控制IR2103来实现MOS管的通断，已形成闭环反馈电路保证输出电压的稳定和电流按规定比例分配，并使系统效率达到75%以上．本系统具有系统效率高、精度高、稳压、输出文波小、负载短路保护及自动恢复功能，自身抗干扰性强、调整速度快等优点．关键词：单片机；开关电源；PWM控制；BUCK斩波;AbstractSwitching power supply module power supply system was composed of Shunt regulated power supply and control system testing. The system is mainly consists of a new AVR high-grade MCU ATmega8 control, the main return route two Buck chopper circuit to convert the 24V to two 8V power output. Measurement and control circuit is composed of a resistor divider voltage detection, current flows through the sampling resistor, and then through the differential amplifier AD8205for single-chip generated PWM signal to control the IR2103to realize the MOS pipe on-off, has formed a closed loop feedback circuit to guarantee the stability of the output voltage and current at the prescribed proportion allocation, and make the system efficiency can reach above 75%. This system has the advantages of small volume, light weight, high conversion efficiency. Its strong anti-interference, wide voltage range, adjusting speed, high accuracy, high system efficiency, voltage and current stabilizing, small output ripple, load short-circuit protection and automatic restoration of function etc..Key words: Single chip microcomputer; switching power supply; PWM; Buck;目录第1章绪论 (1)1.1选题准备工作 (1)1.1.1 选题背景 (1)1.1.2 选题的科学依据 (1)1.2开关电源简介 (2)1.2.1 开关电源的定义和用途 (2)1.2.2 开关电源的发展 (2)1.2.2 开关电源的工作原理 (3)1.3任务要求 (3)1.3.1 设计任务 (3)1.3.2 基本要求 (3)第2章系统方案的比较和理论分析 (5)2.1方案比较和选择 (5)2.1.1 DC/DC模块 (5)2.1.2 控制方法设计 (6)2.1.3 分流方案选择 (6)2.1.4 单片机选择 (7)2.1.5 单片机供电方案选择 (7)2.1.6 系统总体方案描述 (8)2.2理论分析 (8)2.2.1 DC/DC变换器的稳压方法 (8)2.2.2 电压电流检测分析 (9)2.2.3 过流保护 (9)第3章硬件电路设计 (11)3.1概述 (11)3.2整体模块设计 (11)3.2.1 DC供电模块 (11)3.2.2 电流电压检测设计 (12)3.2.3 辅助电源模块设计 (13)3.2.4 门极控制电路设计 (14)3.2.5 显示部分设计 (16)3.3主回路参数计算和器件选择 (17)3.3.1 磁芯和线径的选择 (17)3.3.2 主回路及参数设计 (17)3.3.3 位开关电源选着合适的电感 (19)3.3.4 控制电路设计 (20)3.3.5 效率分析 (20)3.3.6 保护电路设计 (20)3.3.7 其他元器件选择 (20)第4章软件部分设计 (23)4.1A TMEGA8介绍 (23)4.2主程序流程图 (24)4.3初始化框图 (24)4.4输入部分流程图 (25)4.5处理部分流程图 (25)4.6输出部分流程图 (27)第5章指标测试和总结 (29)5.1测试所需仪器 (29)5.2调试可能遇到的问题 (29)5.3指标测试 (29)5.4可能出现的误差 (29)5.5总体结论 (29)参考文献 (31)致谢 (32)附录 (33)附件一主要原器件清单 (33)附件二系统原理图（无显示部分） (34)第1章绪论1.1 选题准备工作1.1.1 选题背景随着电力电子技术的发展,以及大量电子设备的广泛应用,对大容量、高安全可靠性电源系统的需求日益迫切．受目前半导体开关器件水平的限制,单台大容量(兆瓦级)电源技术尚不成熟,因此模块化的大功率电源系统应运而生,即多个并联运行的大功率电源模块共同为负载提供电能．受误差的不可避免性和工艺水平的限制等因素影响,并联运行的各电源模块的参数都会存在差异,致使其外特性不尽相同．带载运行时,会导致输出电流大的电源模块热应力变大,损坏机率上升,可靠性降低．因此,在多电源模块并联运行的电源系统中必须引入有效的负载电流均流控制,防止一台或多台电源模块运行在电流极限值(限流)状态．在2011年下半年里，我在无锡金枫林电器有限公司实习，实习期间我做过插件、手工焊、面板组装、检测和维修等，培养了了做事细心、耐心并有责任心．主要工作学习了解用单片机做的淋浴控制器应用，提高本专业各学科综合知识的实际运用能力，与此同时也提高自身的分析能力与实际动手能力，增强自身对设计的科学性、系统性、及全面性的理解，为能较好完成今年的毕业设计做好基础．在此我要感谢实习期间给我帮助的同事和领导，也预祝自己的论文能够早日完成．1.1.2 选题的科学依据国内开关电源技术的发展【4】，基本上起源于20世纪70年代末和80年代初．当时引进的开关电源技术，在高等院校和一些科研院所停留在实验开发和教学阶段．20世纪80年代中期开关电源产品开始推广和应用．20世纪80年代开关电源的特点是采用20kHz脉宽调制（PWM）技术，效率可达65%~70%．经过20多年的不断发展，开关电源技术有了重大进步和突破．新型功率器件的开发促进了开关电源的高频化，功率MOSFET和IGBT 可使小型开关电源的工作频率达到400kHz(AC/DC)或1MHz(DC/DC);软开关技术使高频开关电源的实现有了可能，它不仅可以减少电源的体积和重量，而且提高了电源的效率（国产6kW通信开关电源采用软开关技术，效率可达93%）；控制技术的发展以及专用控制芯片的生产，不仅使电源电路大幅度简化，而且使开关电源的动态性能和可靠性大大提高；有源功率因数校正技术（APFC）的开发，提高了AC/DC开关电源的功率因数，既治理了电网的谐波污染，又提高了开关电源的整体效率．在开关电源领域，我国的民族产业在国内一直占有举足轻重的地位．在开关电源应用的起步阶段，很多生产厂家采取的都是小作坊的生产模式．经过20余年的不懈努力，逐步向大规模生产转化，产品也从单一品种走向系列化．现在，我国已形成一批上亿元甚至10亿元以上产值的电源企业，有些产品已进入国际市场．我国信息产业、国防工业、家电行业，特别是电信业的迅猛发展，是电源市场发展的强大推动力．国家统计局最新资料显示，当前我国电子信息产业的产区、产出，销售总规模以及对国家经济增长的贡献均居全国工业行业之首，成为我国工业第一支柱产业．开关电源巨大的市场需求孕育了大批电源生产企业．目前成规模的企业有十几家，分为3种类型：第一类是自主研制开发，已生产出具有先进水平的系列电源产品，不仅可以满足各种电子设备的需求，而且在航空、铁路、电力、国防及家电等领域中得到了广泛应用；第二类是中外合资企业，采用国外较为先进的技术，在国内用户中有较高的信誉度；第三类是进口部件在国内组装，然后直接销售到国外市场．这些产品质量好但成本也高，对国内市场的适应能力差．每年几十亿元的电源市场孕育了几百家开关电源生产企业，而且已有大量的国外产品和公司进入国内，今后的竞争将是技术的竞争、质量的竞争和服务的竞争，品牌效应越来越突出．市场的竞争和发展必将促使产业内部分化和重组，实现大企业的产品互动和整合营销，而适应不了市场竞争的企业将被淘汰．1.2 开关电源简介1.2.1 开关电源的定义和用途开关电源【5】是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成．开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异．线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一点称为成本反转点．随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广阔的发展空间．开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备，视听产品，安防，电脑机箱，数码产品和仪器类等领域．1.2.2 开关电源的发展开关电源高频化是其发展的方向【6】，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了开关电源的发展前进，每年以超过两位数字的增长率向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展．开关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类，DC/DC变换器现已实现模块化，且设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化，并已得到用户的认可，但AC/DC的模块化，因其自身的特性使得在模块化的进程中，遇到较为复杂的技术和工艺制造问题．另外，开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义．开关电源中应用的电力电子器件主要为二极管、IGBT和MOSFET．SCR在开关电源输入整流电路及软启动电路中有少量应用，GTR驱动困难，开关频率低，逐渐被IGBT和MOSFET取代．开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化．由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化，因此国外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件，特别是改善二次整流器件的损耗，并在功率铁氧体材料上加大科技创新，以提高在高频率和较大磁通密度（Bs)下获得高的磁性能，而电容器的小型化也是一项关键技术．SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展，在电路板两面布置元器件，以确保开关电源的轻、小、薄．开关电源的高频化就必然对传统的PWM开关技术进行创新，实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术，并大幅提高了开关电源的工作效率．对于高可靠性指标，美国的开关电源生产商通过降低运行电流，降低结温等措施以减少器件的应力，使得产品的可靠性大大提高．1.2.2 开关电源的工作原理所谓开关电源【7,8】，顾名思义，就是这里有一扇门，一开门电源就通过，一关门电源就停止通过，那么什么是门呢，开关电源里有的采用可控硅，有的采用开关管，这两个元器件性能差不多，都是靠基极、（开关管）控制极（可控硅）上加上脉冲信号来完成导通和截止的，脉冲信号正半周到来，控制极上电压升高，开关管或可控硅就导通，通过开关控制传到次级，再通过占空比将电压升高或降低，供各个电路工作．开关电源的工作过程相当容易理解，在线性电源中，让功率晶体管工作在线性模式，与线性电源不同的是，PWM 开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态，在这两种状态中，加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的（在导通时，电压低，电流大；关断时，电压高，电流小）/功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗．与线性电源相比，PWM开关电源更为有效的工作过程是通过“斩波”，即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的．脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节控制器的主要目的是保持输出电压稳定，其工作过程与线性形式的控制器很类似．也就是说控制器的功能块、电压参考和误差放大器，可以设计成与线性调节器相同．他们的不同之处在于，误差放大器的输出（误差电压）在驱动功率管之前要经过一个电压/脉冲宽度转换单元．1.3 任务要求1.3.1 设计任务设计一个有两个额定输出功率均为16W的8V DC/DC 模块并联供电系统（见图1-1）.图1-1 两个DC/DC 模块并联供电供电系统主电路示意图1.3.2 基本要求（1）调整负载电阻至额定输出功率输出状态，供电系统的直流输出电压，且额定输出功率工作状态下，供电系统的效率不低于60%．（2）调整负载电阻，保持输出电压，当两个模块输出流之和Io=1.0A,且按I1：I2=1：1模式自动分配电流；当两个模块输出电流之和Io=1.5A,且按I1：I2=1：2模式自动分配电流；当负载电流Io在1.5-3.5A之间变化时，两个模块的输出电流可在(0.5-2.0)范围内按指定的比例自动分配．（3）具有负载短路保护及自动恢复工作，保护阈值电流为4.5A ．第2章系统方案的比较和理论分析2.1方案比较和选择据题目要求，调整负载电阻至额定输出功率状态，供电系统保持输出电压U0=8.0±0.4V，保证供电效率不低于75%，使两个模块输出电流之和I0=1A 且按I1:I2= 1:1 模式和I0=1.5A、I1：I2=1:2自动分配电流．对此，我们考虑以下几种方案：2.1.1 DC/DC模块在大功率DC／DC开关电源中，为了获得更大的功率，特别是为了得到大电流时，经常采用N个单元并联的方法．多个单元并联具有高可靠性，并能实现电路模块标准化等优点．方案一：采用异步BUCK变换器，该拓扑结构简单，只需对一个开关管进行控制，因此控制思路非常简单．但由于在大电流时，异步BUCK电路中的续流二极管和开关管的功耗增加，成为电路中的主要功耗，这会使电路工作在大电流时的效率降低,故不采用此种结构．方案二：采用PWM控制的高频开关变压器实现[9]．如图2所示，反激式DC/DC变换器开关管（Tr）导通时，变压器累积能量，截止时输出能量．反激式优点是：结构简单、外围元件少．输出电压公式：(2-1) 缺点是：并联时，由于是一个PWM 控制器同时控两路，两路的开关管在高频下始终是导通和关断的，所以电容上始终保持同时充电和放电，因此并联时两路电流始终保持相等，不能满足本系统按比例分配电流的要求；变压器存在漏感，将在原边形成很大电压尖峰，可能击穿开关器件；负载调整率差；电源效率低；能量由变压器T储存，体积较大，而且需要开气隙．图2-1 反激式DC/DC电路方案三：降压斩波电路[10]原理图如图3所示，直流斩波电路的功能是将直流电变为另一固定电压或可调直流电，也成为直接直流--直流变换器．降压斩波电路就是直流斩波中最基本的一种电路，是用MOSFET作为全控性器件的斩波电路，电力MOSFET是用栅极电压控制漏极电流的，驱动电路简单，需要的驱动功率小，开关速度快，工作频率高，热稳定性好，输入阻抗高，具有功率晶体管电压、电流容量大等的优点．工作原理当MOS管导通时电源电压向负载供电；当MOS管处于断态时，负载电流经二极管D续流，电源电压接近于零，至一个周期结束，再驱动MOS管导通，重复上一个周期的过程．图2-2 buck斩波电路综合以上比较，我选择方案三．2.1.2 控制方法设计方案一：采用单片机产生PWM波,控制开关的导通与截止．根据A/D后的反馈电压程控改变占空比，使输出电压稳定在设定值．负载电流在康铜丝上的取样经A/D后输入单片机，当该电压达到一定值时关闭开关管，形成过流保护．该方案主要由软件实现，控制精度高，与电压比较器相连可实现自动恢复过流保护功能．方案二：采用恒频脉宽调制控制器TL494，TL494是一种固定频率脉宽调制电路，它包含了开关电源控制所需的全部功能，广泛应用于单端正激双管式、半桥式、全桥式开关电源．脉冲宽度调制比较器为误差放大器调节输出脉宽提供了一个手段：当反馈电压从0.5V变化到3.5时，输出的脉冲宽度从被死区确定的最大导通百分比时间中下降为零．2个误差放大器具有从—0.3V到(vcc—2.0)的共模输入范围，这可从电源的输出电压和电流察觉的到．误差放大器的输出端常处于高电平，它与脉冲宽度调制器的反相输入端进行“或”运算，正是这种电路结构，放大器只需最小的输出即可支配控制电路．这个芯片推荐单端输出，虽调整速度快但精度不高．综合比较，我们选择方案一．2.1.3 分流方案选择方案一：主从法在并联运行的电源模块单元中，选定一个电源模块单元作为主电源模块，其余电源模块作为从模块，主电源模块工作于电压源方式．而从电源模块工作于电流源方式，电流值可独立设置，在这种方式下，一旦主模块失效，则整个系统崩溃，不具备冗余功能．这种方式的优点是：实现简单，可扩充性好．缺点是：容错性差，可靠性不高，主模块连线较多．方案二：平均电流自动值均流法这种方法不用外加均流控制器，电路简单，容易实现．在各电源模块单元间都通过一个电流传感器级一个采样电阻接到一条公共均流母线CSB,均流母线的电压是N个电源模块代表各自输出电流的电压信号的平均值．与每个电源模块的采样电压信号比较后通过调节放大器输出一个误差电压，从而调节模块单元的输出电流达到均流目的，如下图所示．平均电流法可以精确地实现均流，但当公共母线CSB发生短路或接在母线上的任一电源模块单元不工作时，使电压下降，结果促使各电源模块输出电压下调，甚至达到下限值，引起电源系统故障．如下图所示:图2-3 平均电流自动值均流发方案三: 最大电流均流法．本方案采用负载共享控制器UCC29002 实现．在DC-DC 模块正常工作时，将两路UCC29002 的均流母线连接，此时UCC29002将会自动选出电流最大的一路，并将此路电源作为主电源．均流母线上的电压将由主电源的输出电流决定，从电源的UCC29002 接收到母线上的信号后，会控制该路DC-DC 模块稍稍提高输出电压．通过减小从电源与主电源的电压差来提高该路输出电流，从而达到均流．并且该方案可通过十分简单的电路完成任意路并联均流，且支持热插拔．方案四：采用数字控制技术实现分流．利用8位AD转换单片机ATmega8检测采样电阻采样输出电流，利用合理的算法对电流进行分配，此硬件电路设计简单，故采用方案四．2.1.4 单片机选择方案一：采用AT89C51单片机进行控制．51单片机外接A/D和D/A比较简单，操作方便，但是由于本题的功耗要求特别严格，对效率的提高不利．方案二：采用低功耗单片机ATmega8-8PU，这是一个完全集成的混合信号系统级MCU芯片．内部集成8位A/D功能，且这个单片机管脚丰富，操作简单．考虑到效率的要求采用方案二．2.1.5 单片机供电方案选择方案一：用集成三端稳压器来供电，由于U in端输出电压比较高，变化范围大，而单片机系统只需5V供电，若采用7812，7805两级降压来供电，会大大降低效率．方案二：采用开关型稳压降压芯片LM2576，输入允许范围大，效率比较高，输出电压为+5V,输出电流可达600mA,驱动能力强．对于负电源，可通过芯片ICL7660进行转换．考虑效率的要求【11】，本设计采用了方案二．2.1.6 系统总体方案描述本系统采用单片机作为数据处理和控制核心，辅以Buck电路、采样电阻作电流采集等电路，系统输出电压8V稳定，两个模块电流可以按固定比例输出,供电系统效率达到75%以上．单片机控制系统利用AD转换芯片对两路的电流和负载的电压进行采样，并采用合适的分流算法去改变两路开关电源的输出电流．当输出电流大于保护设定值产生过流保护信号切断主电路，然后延时一定时间后重新通电工作并进行过流检测，直到电路恢复正常为止．将设计任务划分为DC/DC供电模块设计、电压电流反馈电路设计、单片机控制电路设计、控制算法设计．系统整体框图如下[12]：Mega8单片机图2-4 系统框图2.2 理论分析2.2.1 DC/DC变换器的稳压方法本系统采用同步整流技术实现了DC-DC变换器，在连续电流输出的模式下，其输出-输入电压变换比为：(2-2) D为输出PWM的占空比，由此式可以求得输出PWM的占空比单片机通过电压反馈回路采集输出电压的大小然后通过算法实时调节占空比使输出电压稳定在8V±0.4的范围内．2.2.2 电压电流检测分析电压检测：对输出电压进行分压采样，即在输出端并接两个分压电阻，由采样电阻采集两模块的输出电压作为单片机的输入，进入单片机的AD转换通道．电流检测：在输出端串接一个0.02的小电阻，将流经其的电流转换为电压进行采集，由于采样电阻值较小，故而采样的电压也小．所以我们又用差分放大电路对采样电压值进行放大，同时抑制共模干扰．将采样的电流值经电阻降压后送入单片机的AD转换通道．系统使用单片机自带的8位A/D,根据A/D转换器的分辨率公式有，分辨率为Vef-单片机供电电压，n-AD位数，可见内置A/D完全可以满足设计的需求．2.2.3 过流保护很多电子设备都有个额定电流，不允许超过额定电流，不然会烧坏设备．所以有些设备就做了电流保护模块．当电流超过设定电流时候，设备自动断电，以保护设备．本系统中通过单片机实时采集输出电流的大小,然后与过流保护阈值比较，当采集的电流大于电流阈值时，单片机停止输出PWM使DC-DC模块停止工作，然后以一定时间间隔再次采集输出电流，当采集的电流低于阈值电流，则单片机按上电时刻设定的占空比输出PWM使DC-DC重新工作．第3章硬件电路设计3.1 概述本系统主要与DC/DC转换模块，电流电压检测模块，单片机，门极控制模块，显示模块及辅助电源模块．具体流程见下图．图3-1 硬件模块流程图3.2 整体模块设计3.2.1 DC供电模块在输入电压和效率已确定时，使得该DC/DC模块必须要用开关电源方式实现，由于没有限制一定要隔离输出，所以考虑使用BUCK结构实现．为了实现高效率的DC-DC转换，本模块采用同步整流技术实现了高效率的DC-DC转换．该模块电路采用MOS管驱动芯片IR2103驱动同步半桥，半桥输出端通过选择合适的电容，电感构成的LC低通滤波器实现了DC-DC的转换，此种拓扑结构控制简单，原理通俗易懂，经过多方论证该电路的转换效率高满足本设计的要求．多路直流电源并联供电Q1其中C1、C2起稳压作用，L1和C2、C3构成滤波电路，二极管用来保护电源．根据小电容滤高频，大电容滤低频，故选C2 0.01uF,C3 1000uF.其工作原理：当MOS管导通时，电源向负载供电，电感储能，负载电流增大；当MOS管关断时，电感释放能量，通过续流二极管构成回路．3.2.2 电流电压检测设计根据系统的均流方案的要求，需对两路DC-DC模块中的电流分别进行采集．由于两路DC-DC模块是并联连接，当系统正常工作时，在输出端的电流检测点有8V的共模电压，所以采用的电流检测运放的共模输入电压范围必须大于24V．这里可采用差分放大器LM324或专用电流检测器AD8205，他们的共模输入电压范围都大于8V．但要使LM324的共模输入电压范围大于8V，LM324的供电电压必须大于8V，而且当采用12V供电时，线性度在采样电压的两极限值附近变坏，同时若器件损坏，12V的电压会传给单片机，造成单片机的损坏．然而AD8205是专用的差分放大器，在5V供电时共模输入电压范围高达70V,还可以避免在调试过程中因输出电压升高而烧坏芯片．此外，它的瞬态响应快，特别适合闭环系统中的快速检测．所以在此选用AD8205．因为单片机的采样电压不得高于5V，而输出端的电压却有8V，所以需要电阻串联分压（如图3-3）．。
多路输出直流稳压电源的设计
目录1 Multisim简介----------------------------------------------------2 2背景分析--------------------------------------------------------5 3设计内容和要求-----------------------------------------------5 4电路工作原理分析-----------------------------------------------6 4.1总体原理框图--------------------------------------------- 64.2稳压电源的设计方法----------------------------------------65 各单元电路原理--------------------------------------------- 7 5.1小功率整流滤波电路------------------------------------ 7 5.2 滤波电路-------------------------------------- ---------- 8 5.3直流稳压电路---------------------------------------------8 6元器件的选择-------------------------------------------------9 6.1选集成稳压器，确定电路形式--------------------------9 6.2选电源变压器--------------------------------------------9 6.3选整流二极管以及滤波电容--------------------------10 7电路仿真------------------------------------------------------11 8稳压电源的安装与调试--------------------------------------11 9元件清单-------------------------------------------------------13 10实验总结--------------------------------------------------------16 11参考文献------------------------------------------------------17Multisim简介2设计内容和要求设计内容:根据技术要求和已知条件，完成对多路输出直流稳压电源的设计、装配与调试。
稳压电源设计
前言电子设备给人们日常生活带来极大便利，所有的电子设备只有在电源电路的支持下才能正常工作。
电子设备对电源电路的要求是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能。
提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源。
论文描述了稳压电源的发展概况、主要组成部分以及常用器件和典型电路，揭示了稳压电源的工作原理。
详细介绍了设计方案的选择，变压、整流、滤波、稳压和保护电路等各个组成部分的选型和参数计算，并通过PROTEUS仿真电路中模拟的电压表和电流表显示出来。
给出了设计原理图。
对电路板进行了调试，文中给出了具体的调试过程、调试结果，以及调试过程中遇到的问题和解决方案，最终达到了设计要求。
目录摘要............................................. 错误！未定义书签。
第一章绪论 (5)1.1课题的研究背景及意义 (5)1.2稳压电源的发展 (5)1.3课题研究方法 (6)第二章设计内容及要求 (7)2.1 设计的目的及主要任务 (7)2.1.1 设计目的 (7)2.1.2 设计的主要任务及性能指标 (7)2.2 设计思想 (7)2.3 方案设定 (8)2.4 单元电路 (9)2.4.1电源变压器 (9)2.4.2整流电路 (10)2.4.3 滤波电路 (10)2.4.4 稳压电路 (11)2.5参数计算及器件选择 (12)2.5.1集成稳压器的选择 (12)2.5.2 电源变压器的选择 (12)2.5.3整流二极管及滤波电容的选择 (12)第三章稳压电源的分类、组成及技术指标 (14)3.1稳压电源的分类 (14)3.2直流稳压电源的基本组成 (14)3.3直流稳压电源的技术指标 (15)3.3.1特性指标 (15)3.3.2质量指标 (16)3.3.3极限指标 (16)第四章稳压电源常用元器件及电路 (17)4.1晶体二极管 (17)4.1.1晶体二极管的工作原理 (17)4.1.2硅整流二极管的主要参数及定义 (17)4.2整流电路 (17)4.2.1单相半波整流电路 (17)4.2.2单相全波整流电路 (18)4.2.3单相桥式整流电路 (19)4.3滤波电路 (20)4.3.1电容滤波电路 (20)4.3.2电感滤波电路 (21)4.3.3复合滤波电路 (21)4.4稳压电路 (22)4.4.1稳压管稳压电路 (22)4.4.2串联反馈型稳压电路 (22)4.4.3集成稳压电路 (23)4.5保护电路 (23)4.5.1过流保护 (23)4.5.2过热保护 (24)第五章电源的设计及制作 (26)第六章稳压电源的调试 (27)参考文献 (28)自我评价 (29)附录一 (30)附录二 (31)摘要本次试验从电源出发，利用学过的个中点血知识和有关经验，提出一项简单实用的多路直流电源设计方案，也是本次课程设计的目的。
直流稳压电源
摘要开关电源以其高效率、小体积等优点获得了广泛应用。
传统的开关电源普遍采用电压型脉宽调制(PWM)技术，而近年电流型PWM技术得到了飞速发展。
相比电压型PWM，电流型PWM具有更好的电压调整率和负载调整率，系统的稳定性和动态特性也得以明显改善，特别是其内在的限流能力和并联均流能力使控制电路变得简单可靠。
直流稳压电源是常用的电子设备，它能保证在电网电压波动或负载发生变化时，输出稳定的电压。
一个低纹波、高精度的稳压源在仪器仪表、工业控制及测量领域中有着重要的实际应用价值。
信号源产生控制信号，该信号有它激或自激电路产生。
比较放大器对给定信号和输出反馈信号进行比较运算，控制开关信号的幅值，、频率、波形等，通过驱动器控制开关器件的占空比，以达到稳定输出电压值的目的。
DC/DC变换器用以进行功率变换，它是开关电源的核心部分。
除此之外，开关电源还有辅助电路，包括启动、过流过压保护、输入滤波、输出采样、功能指示等电路。
开关电源典型结构有串联开关电源结构、并联开关电源结构、正激开关电源结构、反激开关电源结构、半桥开关电源结构、全桥开关电源结构等。
这里重点介绍一下反激开关电源结构。
所谓单端是指只有一个脉冲调制信号功率输出端一漏极D。
反激式则指当功率MOSFET 导通时，就将电能储存在高频变压器的初级绕组上，仅当MOSFET关断时，才向次级输送电能，由于开关频率高达100kHz，使得高频变压器能够快速存储、释放能量，经高频整流滤波后即可获得直流连续输出。
这也是反激式电路的基本工作原理。
而反馈回路通过控制TOPSwitch器件控制端的电流来调节占空比，以达到稳压的目的。
稳压电源的技术指标分为两种：一种是特性指标，包括允许输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等；另一种是质量指标，用来衡量输出直流电压的稳定程度，包括稳压系数（或电压调整率）、输出电阻（或电流调整率）、纹波电压（纹波系数）及温度系数。
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基于multisim的多路输出直流稳压电源设计
基于multisim的多路输出直流稳压电源设计【摘要】设计一种多路输出的直流稳压电源。
通过对220V电网电压进行降压、整流、滤波，并以三端可调和固定输出的集成稳压器稳压，得到多路电压输出。
设计中依据Multisim仿真，通过不断调试修改电路参数，取得了理想的设计效果。
该电源可以满足多种工作电压系统的需求，并在实际中得到很好地使用，具有很强的实用价值。
【关键词】Multisim仿真;稳压电源;多路输出1.引言在电子电路和电子设备中常常需要各种不同电压的直流电源，但有些电源只有某一固定电压输出，或有些电源体积偏大，给一些便携式电子产品及小型的电子系统使用带来不变，基于此本设计研究一种多输出便于携带的直流稳压电源，它将电网交流电变为各种需要的直流稳压电源。
为保证设计实现，电路基于Multisim仿真进行设计。
Multisim是美国国家仪器公司推出的原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件，它具有较为详细的电路分析功能，可以设计、测试和演示各种电子电路。
2.设计任务及方案设计多路输出直流稳压电源，即输出±（1.25V～20V）任意可调电压;输出±12V电压;输出±5V电压。
设计的直流稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成，如图1所示。
其各部分主要完成的作用是：电源变压器将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2;整流电路将交流电压u2变为脉动的直流电压u3;滤波电路将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4;稳压电路清除电网波动及负载变化的影响，保持输出电压uo的稳定。
图1 直流稳压电源框图3.单元电路设计3.1 变压器降压和整流电路220V交流电首先要降压，以得到合适的电压值，其降压和整流电路如图2所示。
根据设计任务，需要降压电路具有2路输出，电源变压器可选一次输入220V AC，二次输出2个绕组均为20V，其A点仿真波形如图3所示，图中两条曲线分别为输入交流电压波形和降压后的波形，A点相位与输入相同，B点相位与输入相反。
多路输出直流稳压电源的设计
多路输出直流稳压电源的设计
多路输出直流稳压电源的设计需要考虑以下几个方面：
1. 输出电压和电流要求：根据所需的输出电压和电流，选择合适的功率变压器和整流电路，以及稳压电路和输出电容等。
2. 稳压器的选择：可以选择线性稳压器或开关稳压器，线性稳压器的稳定性较好，但效率低，开关稳压器效率高，但稳定性较差。
3. 输出端口的总数和电流分配：根据需要，选择适合的输出端口，并确保电流分配均衡，以避免过载和电流不足等问题。
可以采用多级稳压电路或并联稳压电路来实现多路输出。
4. 过流保护和短路保护：可以添加过流保护和短路保护电路以保护设备和电源。
5. PCB设计：合理的PCB设计可以提高电源的稳定性和可靠性，并减少电子噪声和EMI噪声等问题。
6. 整体效果测试和调试：对电源进行整体测试和调试，以确保输出电压和电流符合要求，以及稳压器和保护电路的正常工作。
综上所述，设计多路输出直流稳压电源需要综合考虑各项因素，并采取相应的措施来提高电源的性能和稳定性。
多路输出直流稳压电源模块的设计与实现
Ｋｅ ｒ ｓ ＡＣＤｃ：ｅ ｔ ｅ － ｌ ｒ ｏ ｅ－ｏｔｇ ｒ ｎ ｅ－ｏｔ ｅ ｒ ｔ ｔ ｎ ｍｕｔ ｏ ｔｕ ｙｗｏ ｄ ： ／ ｒｃｉ ｄ ｔ ； ｖ ｒ ｌ ｅｏ ｄ ｒｖ ｌ ｇ ｐ ｏｅ ｉ ， ｌ．ｕ ｔ ｉ ｉ ｆ ｆ ｅ ｖ ａ ｕ ａ ｃｏ ＂ ｉ ｐ 制 ，现 有 的 电源 模 块 无 法 满 足 这 一 需 求 ；为 了解 决 这 一 问题 ， 设计 了一 种 输 出 电压 可 控 的 直 流 电 源 模块 ，用 来 为测 试 设 备 提 供－１ ４ ２Ｖ、＋ － ５Ｖ、＋ ９Ｖ 和＋ 直流 电压 信 号 输 出 ，同时 能 够 根据 控 制 信 ６Ｖ
中图分 类号 ：Ｔ ３ Ｍ９ ０ 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ：１ ０ ．８ ２２ １１ １０ ６ 。３ ０ ３４ ６ （０ １１－０ ２０
Ｄｅ ｉ ｎ ａ ｄ Ｉ ｐ ｅ ｅ ｔ ｔｏ ｆＭ ｕ ｔ— ｕ ｐｕ Ｃ ｗｅ ｏ ｕｌ ｓｇ ｎ ｍ ｌ ｍ ｎ ａ ｉ ｎ ｏ ｌｉｏ ｔ ｔ ・ Ｄ Ｐｏ ｒＭ ｄ ｅ
ｅｐ ｒ ｎ ｎ ｐ ｌ ａｉｎｓｏ ｓｔａ ｉｐ ｗ ｒｍｏ ｕｅｈ ｓｇ ｏ ｅ ｏｍａ ｃ， ｎ ｃ ｉｖｓｔｅｄｓ ｎ ｘ ｅｉ ｔ ｄａｐｉ ｔ ｈ ｗ ｔｈｓ ｏ ｅ ｄ ｌ ａ ｏ ｄ ｒ ｒ ｎ ｅ ａ ｄａｈｅｅ ｈ ｅｉ ｍｅ ａ ｃ ｏ ｈ ｔ ｐ ｆ ｇ
船 电技 术 ｌ 电力系统
多路输 出直 流稳压 电源模 块 的设计 与实 现
张树 团 史贤俊 肖支 才
（ 军航 空工程 学 院控制 工程 系 ，山东 ２ ４ ０ ） 海 ６ ０ １ 摘 要 ：为 了满足某 测试 设备 对多种 直流 电源 的需求 ，设 计 了一种 能够输 出多 种直流 电压 的 ＡＣＤＣ 电源模 ／ 块 。该 电源模 块包含 滤波 整流 电路 、ＤＣ ＤＣ 电路 、过 欠压 保护 电路和 光耦 隔离 电路 等 ，介 绍 了部分 电路 的 ／ 工 作原 理和 实现方 法 ，并对 电源 模块 的过 欠压 保护 功 能和控 制直 流 电压输 出 的方法 进行 了详 细地 介绍 。试 验 结果表 明，该模 块具有 输 出电压稳 定 、精确度 高 、可控 性好等 特 点 。 关键词 ：Ａ ／ Ｃ ＤＣ 滤波整 流 过欠 压保护 多路输 出
多路输出直流稳压电源
模拟电子技术基础课程设计（论文）多路输出直流稳压电源院（）名称电子与信息工程学院专业班级物联网141学号140408021学生姓名李孝明指导教师起止时间：2016.7.4 —2016.7.15I / 20课程设计（论文）任务及评语院（系）：电子与信息工程学院教研室：电子信息工程课程设 计（论 文）题目任务要求： 多路输出直流稳压电源可将 220V/50Hz 交流电转换为多路直流稳压 电源。
主要由变压电路、整流电路、滤波电路、稳压电路等组成。
变压 电路将电网电压转换成所需的电压；整流电路将交流电压变换成脉动的 直流；滤波电路去掉脉动直流电中含有的较大的纹波成分；稳压电路用 于保持输出电压稳定。
技术要求：1、输出直流电压 V o 5V ， 12V ， 15V 。
2、最大输出电流 I LM3、具有过流保护功能。
4、利用 Multisim （或 EWB ）进行电路仿真与调试。
注：平时成绩占 20% ，答辩成绩占 20% ，论文成绩占 40% ，作品成绩 20% 。
II / 20学号李孝明 专业班级 物联网 141多路输出直流稳压电源（ 论 文 ） 任 务500mA 。
平时成绩：答辩成绩：论文成绩：作品成绩：年月日 学生姓总成绩：指导教师签摘要直流电源是各种电器中必不可少的一部分，在现代科技中扮演者越来越重要的角色，任何电子产品都少不了电源，而大多数所需求的都是直流稳压电源，因此直流电源研发异常重要。
本文介绍了一种采用集成器件制作多路输出稳压电源的方法，直流稳压电源一般是由电源变压器、整流、滤波及稳压电路所组成。
变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。
整流电路把交流电变为直流电。
经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。
本设计通过变压、整流、滤波、从而得到平滑的直流电压，但这样的电压随电网的波动，负载和温度的变化而变化。
因而在滤波之后还需接稳压电路保证输出稳定的直流电压，将220V 交流电变为稳定的直流电，本次设计主要使用了7815、7915、7805、7905、7812 和7912等三端集成稳压器件，实现输出± 5V、±12V 以及± 15V 直流电源。
AT89C51单片机数控多路直流稳压电源
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一个公交网络系统由一组不同的公交线路组 成B且 每条 线路上 分布有若 干个上 下乘客 的 站点B一条公交线路有一定车辆数(线路上任何两个 站点之 间的 一段称为线 段B不同的 线路之 间会有部分平行线段(乘客从某一起点B可能需要一 次或多 次换 乘不同的线 路而 到达目 的地( 为 区别起见B称乘客从起点#=.4N4/$到终点#O7894/094&/$所选择的可行通路 为路径(由 于乘客 在 任意两个换乘点之间有多条不同的平 行 线路 供 选 择(因 此B乘 客在任意起 迄点#=O$之间的
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一款高精度自激式多路输出稳压开关电源的设计
一款高精度自激式多路输出稳压开关电源的设计摘要：本文提出了一种高精度的自激式多路输出稳压开关电源，较以往多路输出开关电源，所用元件极少，其中自激控制部分仅用11 个常用元件实现，但是其输出电源精度却很高。
而且只需稍做修改，就可将电路中±9 V 转换为±12 V，±15V，其中主回路稍作修改也可改为3 。
3 V/4 A精确输出。
此电源电路简单，但适用范围广。
引言 开关电源是一种利用开关功率器件并通过功率变换技术而制成的直流稳压电源。
它具有体积小、重量轻、效率高、对电网电压及频率的变化适应性强的特点。
开关电源又被称为高效节能电源，内部电路工作在高频开关状态，自身消耗的能量很低，一般电源效率可达80 %以上，比普通线性稳压电源提高一倍。
开关电源的主电路拓扑有很多种，从DC/DC变换输入与输出间有无变压器隔离，开关电源分为有变压器隔离和无变压器隔离，每类又有几种拓扑，即Buck(降压型)、Boost (升压型)、Buck-Boost (升压-降压型)、Cuk(串联式)及Sepic (并联式)等;按激励方式分，有自激式和它激式；按控制种类包括PWF(调频式)、PWM(调宽式)、PAM(调幅式)和RSM(谐振式)4 种；按能量传递方式有连续模式和不连续模式。
用的最多的是调宽式变换器。
调宽式变换器有以下几种：正激式(Forward )、反激式(Feedback )、半桥式(Half Bridge Mode )、全桥式(Full Bridge Mode )及推挽式(Push Draw Mode )等。
若按开关管的开关条件可分为硬开关(Hardswitching)和软开关(Softswitching)两种。
根据对开关电源的各种拓扑和控制方式的技术要求，工程实际的实现难易，电器性能及成本等指标的总结，本文选用有变压器隔离的自激型反激式拓扑来。
模拟电子课程设计--直流稳压电源的课程设计报告_3
模拟电子课程设计题目名称：直流稳压电源的设计姓名：方淼学号：班级：08电信2班铜陵学院电气系2010年6月目录1.绪论 (3)2.电路工作原理分析、方案论证和确定 (4)2.1设计主要性能指标 (4)2.2设计方案选择 (4)2.3方案确定 (5)3.单元电路原理 (5)3.1电源变压器 (5)3.2整流电路 (6)3.3滤波电路 (8)3.4稳压电路 (9)4.参数计算及器件选择 (10)4.1集成稳压器的选择 (10)4.2整流二极管及滤波电容的选择 (11)5.调试 (11)5.1PSpice仿真分析 (11)6.课程设计心得体会 (12)附录整体电路图 (13)1绪论在本学期开设的《模拟电子技术基础》第十章中，我们学习了直流稳压电源，通过学习我们了解到，在电子线路中，通常都需要电压稳定的直流电源供电。
小功率稳压电源是由（图1-1）电源变压器、整流、滤波和稳压电路等四部分组成。
图1-1 集成直流稳压电源结构图其中，交流电网220V的电压通过电源变压器将变为我们需要的电压值，然后通过整流电路将交流电压变成脉动的直流电压。
由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波，必须通过滤波电路加以滤波，从而得到平滑的直流电压。
但这样的电压还是会随电网电压波动、负载和温度等的变化而变化。
因而在整流、滤波电路之后，还须接稳压电路，保证输出的直流电压稳定。
此次集成直流电源的课程设计，要求输出±5 、±12V以及±9V的电压，全部过程（从构思设计到实物制作及性能调试）都将由我们自行完成，这就需要我们不仅熟悉了解课本上的知识，还要学会将理论知识应用到我们的实践中，并学会利用书籍资料来帮助自己。
因此，动手参与设计直流稳压电源能巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能，为以后的专业学习打下坚实的基础。
除此之外，通过课程设计，使学生在理论计算、结构设计、工程绘图、查阅设计资料、标准与规范的运用和计算机应用方面的能力得到训练和提高。
国睿安泰信科 多路直流稳压稳流电源 使用手册说明书
用户使用手册南京国睿安泰信科技股份有限公司公司专业生产开发南京国睿安泰信科技股份有限公司频谱分析仪示波器信号源网络分析仪射频实验箱射频微波器件地址：深圳市南山区西丽塘朗工业区栋电话（）传真（）网站：/////多路直流稳压稳流电源目录1.简介┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈使用┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈前面板各开关旋钮的位置和功能┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈双路可调电源独立使用┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈13.33.l 33.1.143.1.2573.2.39┈┈┈┈技术参数┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈面板介绍┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈后面板说明┈┈┈┈┈┈使用方法┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈恒电压恒电流的特性┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈双路可调电源串联使用┈双路可调电源并联使用┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈注意事项┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈2.23.273.2.13.2.283.2.4104.11/2.2.2额定输出电流：见表一（连续可调）2.2.3电源效应：CV 0.01+3mV≤%CC 0.2+3mA≤%2.2.4负载效应：CV 0.≤01+3mV 3A %（Ⅰ≤）CC 0.2+3mA 3A ≤%（Ⅰ≤）CV 0.02+5mV >3A ≤%（Ⅰ）CC 0.2+5mA >3A ≤%（Ⅰ）2.2.5纹波与噪声：CV ≤1mVrms （Ⅰ≤3A 5Hz~1MHz ，）CC 3mArms 3A ≤（Ⅰ≤）CV 2mVrms >3A ≤（Ⅰ，5Hz~1MHz ）CC 10mArms >3A ≤（Ⅰ）2.2.6保护：电流限制及极性反向保护2.2.7(12)电压电流显示精度：±%个字。
基于UC3843PWM控制的正激式多路直流稳压的开关电源设计
基于UC3843PWM控制的正激式多路直流稳压的开关电源设计概述：直流稳压开关电源是一种能够提供可调输出电压的电源，通过采用UC3843PWM控制芯片，可以实现直流电源的自动调节和稳定输出。
本文将详细介绍如何使用UC3843PWM控制芯片设计一个正激式多路直流稳压开关电源。
1.系统分析和设计需求首先，需要明确系统的总体设计需求。
比如输出电压范围、输出电流、稳定性和效率等。
根据这些需求，设计师可以选择适当的开关电源拓扑结构和控制策略。
在本文中，我们将使用正激式拓扑结构，并通过UC3843PWM控制芯片实现稳压功能。
2.开关电源拓扑选择在本设计中，我们选择了正激式拓扑结构，因为它能提供高效率和较好的输出质量。
3.功率级选择根据输出功率和电压范围，选择合适的功率级元件，如开关管和输出电感等。
在这里，我们可以选择MOSFET作为开关管，磁性元件可以选择高频变压器和电感器。
4.控制策略选择选择适当的控制策略可以实现对输出电压的调节和稳定控制。
在本设计中，我们将使用UC3843PWM控制芯片来完成这个任务。
该芯片具有丰富的功能，包括频率锁定、电流限制和软启动等。
5.基于UC3843的控制电路设计根据UC3843芯片的数据手册，设计基于UC3843的控制电路。
该控制电路包括反馈电路、比较器和调整电源等。
其中，反馈电路用于测量输出电压并与参考电压进行比较，以调节PWM控制信号。
比较器用于比较反馈电压和参考电压，生成PWM控制信号。
调整电源用于为UC3843芯片提供工作电压。
6.输出滤波器设计输出滤波器用于平滑开关电源输出的脉冲波形，以获得稳定的直流输出电压。
常见的输出滤波器包括电容器和电感器等元件的组合。
7.样品制作和实验验证根据上述设计，制作样品电路并进行实验验证。
在实验过程中，需要测量和记录各种参数，如输出电压、输出电流、开关频率和效率等。
8.优化和改进根据实验结果进行分析和优化，对设计进行改进，以满足设计需求。
多路输出直流稳压电源的设计有用哦
课程设计任务书学生姓名：专业班级：电子科学与技术指导教师：吴皓莹工作单位：信息工程学院题目: 多路输出直流稳压电源设计一、初始条件：可选元件：变压器/15W/±12V；整流二极管或整流桥若干，电容、电阻、电位器若干；根据需要选择若干三端集成稳压器；交流电源220V，或自备元器件。
可用仪器：示波器，万用表，毫伏表二、要求完成的主要任务:（1）设计任务根据技术要求和已知条件，完成对多路输出直流稳压电源的设计、装配与调试。
（2）设计要求①要求设计制作一个多路输出直流稳压电源，可将220V/50Hz交流电转换为多路直流稳压电源输出：±12V/1A，±5V/1A，一组可调正电压+3~+18V/1A。
②选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。
计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。
（选做：用PSPICE或EWB软件完成仿真）③安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。
三、时间安排：1、2011年12月31日分班集中，布置课程设计任务、选题；讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课设答疑事项。
2、2011年12月31日至2012年1月4日完成资料查阅、设计、制作与调试；3、2012年１月4日至2012年1月5日完成课程设计报告撰写。
4、2012年1月6日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录1 绪论 (3)2 设计内容及要求 (4)2.1 设计的目的及主要任务 (4)2.1.1 设计目的 (4)2.1.2 设计的主要任务及性能指标 (4)2.2 设计思想及过程 (4)2.2.1 直流稳压电源设计思路 (4)2.2.2 整体设计过程 (5)3 设计原理及单元模块设计 (5)3.1电源变压器 (6)3.2 整流电路 (7)3.3 滤波电路 (8)3.4 稳压电路 (9)4课程设计心得体会 (10)参考文献 (11)附录1 电路图设计 (12)附录2 元器件清单及相关参数 (13)1绪论在当今社会中，各类电子产品极大地满足了我们的需求，但是任何电子设备都需要一个共同的电子电路——电源电路，在电子电路和电气设备中，通常都需要电压稳定的直流稳压电源供电，直流稳压电源可分为两类，一类是化学电源，如各种各样的干电池、蓄电池、充电电源等电源；其优点是体积小、重量轻、携带方便等；缺点是成本高、易污染。
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VI UI
R=100Ω R=100ΩC=1000uF C=1000uF
UI C1 VL为直流，UL为交流。 VI
1
11
2
12
3
RL 1000uF 100Ω
3. 测量三路稳压电源的输出电压 测试方法：测量输出端时分别接100Ω负载电阻。测量3-6V时，分别测量对
应的电位器的阻值。再调节电位器RW， 测量输出电压可调范围V0min～V0max。 验证 公式VO＝1.25(1+Rw/R1)
（1）选电源变压器 对于LM317：Vomax+(Vi-Vo)min≤Vi≤Vomin+(Vi-Vo)max 6V+3V≤Vi≤3V+40V，9V≤Vi≤43V 副边电压V2≥Vimin/1.1=9/1.1V，取V2=9V， 副边电流I2﹥Iomax，取I2=1A， 则变压器副边输出功率P2≥I2V2=9W，查表可得变压器的效率 η=0.6 则原边输入功率P1≥P2/η=15W。 对于78、79系列：5+(3～5)V≤Vi≤5V+25V。 副边电压V2≥Vimin/1.1=7.5/1.1V，取V2=10V， 副边电流I2﹥Iomax，取I2=1A， 则变压器副边输出功率P2≥I2*V2=10W，查表可得变压器的效率 η=0.7 P1≥P2/η=20W。综上两路考虑，为留有余地，选功率为25W的电源变压器
为电容C的放电电流，可取滤波电容的耐压值应大于对于317，C=1333uF， 可取1000uF与470uF并联耐压值大于√2V2=9×1.414=12.75V
（3）选择整流二极管及滤波电容
整流二极管D选1N4001或1N4002
其极限参数为:VRM≥50V，IF=1A
满足VRM＞√2V2
IF＞Iomax的条件
多路直流稳压电源设计
一、设计任务
1.已知条件：集成稳压器7805、7905和LM317。其性能参数请查阅集 成稳压器手册。
2. 设计一个输出正5伏、负5伏及输出电压可调的多路直流稳压电源。 性能指标要求：输出电压Vo及最大输出电流Iomax，
1路Vo =±5V对称输出, Iomax=100mA 2路Vo =+(3～6)V连续可调, Iomax=200mA 纹波电压△Vop-p≤5mV 稳压系数SV ≤5х10¯³
+5V
-5V
3V 6V Vomin Vomax
设计值 +5V
-5V
测量值
测量值
可调电阻值
4.测量三路稳压电源的输出电阻R0 输出电阻R0：当输入电压VI（指稳压电路输入电压）保持不变，负载电
流由空载变化到额定电流时,而引起的输出电压变化，即Ro=ΔVo/ΔIo
+5V
-5V
3-6V(5V时)
Io
0
0
0
变压器次级 1-2 1-3
Vo1=5V
Vo2=-5V
Vo3=5V
Ui(v) Vo(v) Ui(v) Vo(v) Ui(v) Vo(v)
五、实验内容及测试步骤
空载
1.变压器交流电压的测量(单独测量)
1-2
测量变压器的次级电源电压，填入表中。
2-3
2.整流滤波电路测试（计算K）
1-3
① 取RL＝100Ω ，不加滤波电容，测量直流输出电压VI及输入电压UI，
② 取RL＝100Ω ，C＝1000μf ，重复内容①)的要求
③ 取RL＝∞ ，C＝1000μf ，重复内容①)的要求
U32=1.25V，R1中的电流一般为5～10mA，R1的取值可取120～240Ω。其
封装见图.
若采用正负电源时，LM317的输入电压应大于Uo2+Uo3+3=5+6+3=14V,集
成运放应选用单电源运放如LM324,6V基准电源可采用温度特性好的稳压管，
恒流源的设计要使Uo2在整个调节范围内，其电流保持不变，因此利用+15V
6.測量三路稳压电源的稳压系数Su的测量 测试过程是：先用变压器的次级1-3分别接Vo1、Vo2和Vo3的输入如图，
分别测量Ui（是次级的交流电压）和Vo（是输出的直流电压）的值。然后 用变压器次级1-2分别接Vo1、Vo2和Vo3再测量Ui和Vo的值。计算Su
Su=(ΔUo/Vo)/(ΔUi/Vi)
二、直流稳压电源的组成和功能
电源变压器: 将交流电网电压V1变为合适的交流电压V2。 整流电路: 将交流电压V2变为脉动的直流电压V3。 滤波电路: 将脉动直流电压V3转变为平滑的直流电压V4 稳压电路: 当电网电压波动及负载变化时,保持输出电压Vo的稳定。
整
滤
稳
u1
u2
流 u3
波 u4
压
uo
电
电
RL1=100
RL2=200
5. 测量三路稳压电源的输出纹波电压 输出纹波电压是指在额定负载条件下，输出电压中交流分量的峰峰值。
第一路+5V:取Uo＝5V,RL=100Ω，用示波器测量U10纹波电压值及波形 第二路-5V:取Uo＝-5V,RL=100Ω ，用示波器测量U02纹波电压值及波形 第三路3-6V:取Uo＝5V,RL=100Ω ，用示波器测量U03纹波电压值及波形
（2）滤波电容的选择 滤波电容C可由纹波电压△VOP-P和稳压系数SV确定，已知VO=15V，Vi=18V，
△VOP-P=5mV， SV ≤5х10¯³，由式Sv=(ΔVo/Vo)/(ΔVi/Vi) ΔVi=ΔVoppVi/VoSv=1.2V得电容C=Ict/ΔVi=833uF，取C=1000uF t为电容C的放电时间，t=T/2=0.05S
稳压器的输出作为恒流管的偏置和电源。在图中，设恒流源的电流Ic=Iw，
则Uo2的最大调节范围为ΔUo2=IwR2=Uo2-1.25选定稳压管工作电流Iw后就
可以确定R2的值。而Iw可由偏置电阻R3设定。
四、电路仿真
1.测试Vo1,Vo2的电压和Vo3电压范围； 2.测试Vo1，Vo2和Vo3 (5V)的稳压系数Su（RL=100Ω）;计数Sv. 3.测试Vo1,Vo2和VO3的Ro.(改变RL为50Ω和100Ω）; 4.仿真分析整流电路的输入、输出波形及电源的输出纹波。 电路通过仿真后，确定实验前的元件参数。
如果负载变动频繁，在7815输出也可接-10μ~100μ的电解容。
（4）一般稳压电路通常选用三端集成稳压器
常用的产品有固定正电压输 出78XX系列，负电压输出79XX系列；输出
连续可调的有LM317(正)、LM337(负)系列。应用该类稳压器时，其输入UI
与输出电压Uo之间的压差不低于3～5V。LM317、LM337的最小输出电压
电
路
路
路
电路
U Io U
整流电
uo
o
压波形
0
t
整流电压平均值 Uo=0.45U
二极管平均电流 Io
二极管反向电压 √2U=1.41U
副边电流有效值 1.57Io
U Io
uUo Uo
0
t
Uo=0.9U
Io/2
2√2U=2.83U
0.79Io
I
U
oU
uo
o
0
t
Uo=0.9U
Io/2
√2U=1.41U
1.11Io